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Faserverbundkunststoffe bzw. Composites finden aufgrund ihres Leichtbaupotenzials vielfach Verwendung, besonders in den Bereichen #Automobil, #Schienenfahrzeuge, #Schiffbau, #Luftfahrt und #Windenergie. Der Herstellungsprozess ist anspruchsvoll. Ein genormter Prozess zur Qualitätssicherung innerhalb der Herstellung und Instandhaltung von Composite-Bauteilen ist somit maßgebend.

Einen ersten Schritt zur Steigerung der Composite-Qualität initiierte das @Fraunhofer IFAM durch Bildung eines Konsortiums, das bei DIN registriert und unterstützt wurde und ein Regelwerk für die »Qualitätsanforderungen an #Faserverbundkunststoffprozesse« entlang der kompletten Composites-Prozesskette entwickelte.

Analog zu den etablierten Schweiß- und Klebnormen enthält die DIN SPEC 35255 ebenfalls die drei Kernelemente: die Klassifizierung der Composite-Bauteile nach Sicherheitsanforderungen, die Anforderungen an die Personalkompetenz und die Nachweisführung der realen Beanspruchung im Vergleich zur maximalen Beanspruchbarkeit.

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Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES startete vor zehn Jahren mit der Forschung zum Thema automatisierte Rotorblattfertigung mit dem Beginn des Projekts »BladeMaker«. Das darauffolgende Projekt »BladeFactory« wird diesen Oktober abgeschlossen und dient dem Projektteam als wichtiger Anlass, gemeinsam mit Projektpartnern und Gästen aus der Windenergieindustrie und -forschung, auf die Ergebnisse zurückzuschauen und Zukunftstrends in der Rotorblattfertigung zu identifizieren. Das Projekt BladeMaker wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit rund 8 Mio. Euro gefördert, das Projekt BladeFactory mit 9 Mio. Euro. Die Abschlusskonferenz fand Dienstag mit rund 40 Gästen im ENIQ auf dem EUREF-Campus in Berlin statt.

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Der Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz Robert Habeck, der Bürgermeister Andreas Bovenschulte, Präsident des Senats der Freien Hansestadt Bremen und die Senatorin für Wissenschaft und Häfen der Freien Hansestadt Bremen Claudia Schilling haben heute den neuen Rotorblattprüfstand 115m+ des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES in Bremerhaven eingeweiht. Der neue, weltweit einzigartige Rotorblattprüfstand bietet umfangreiche Testmöglichkeiten für Rotorblätter von über 115 Metern. Der Bau des Prüfstands wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit rund 18 Mio. Euro und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie dem Land Bremen und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung EFRE mit rund fünf Mio. Euro gefördert.

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Der zweite Standort des Fraunhofer IGCV im Augsburg Innovationspark ist nun eingeweiht: Rund 140 Gäste aus Politik, Industrie und Wissenschaft feierten die Einweihung der »Green Factory Augsburg«. Der reguläre Forschungsbetrieb läuft dort bereits seit Februar 2020. Corona-bedingt mehrfach verschoben, konnte der Festakt am 24. Mai 2023 nun endlich stattfinden – und Hauptinitiator Prof. em. Dr.-Ing. Gunther Reinhart gebührend verabschiedet werden.

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Forschen im Ausland – Wissen ergänzen und internationale Kontakte pflegen:
Regelmäßig forschen Mitarbeitende des Fraunhofer IGCV als Gäste an renommierten ausländischen Universitäten und Forschungseinrichtungen. Neben der akademischen Vernetzung können diese lebenslangen Kontakte auch für die internationale Projektakquise sehr wertvoll sein.

Von einem Auslandsaufenthalt an internationalen Forschungseinrichtungen profitieren alle Beteiligten: die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich in ihrem Feld noch stärker vernetzen; die gastgebende Institution, die sich konkrete Expertise für ein relevantes Forschungsfeld einholt; und das Fraunhofer IGCV, das durch Kooperationen mit renommierten Universitäten sein internationales Profil und die weltweiten Kontakte weiter ausbaut. Nachdem 2021 pandemiebedingt diese Aufenthalte nicht stattfinden konnten, nutzten 2022 einige Promovenden wieder die Möglichkeit für einen mehrmonatigen Forschungsaufenthalt zu Fort- und Weiterbildungszwecken.

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Die additive Herstellung von Werkzeugen mit pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen »Laser Powder Bed Fusion« bietet zahlreiche Vorteile, sie ist wirtschaftlich, präzise und ermöglicht individuelle Lösungen. Doch ist es mitunter schwierig, die optimalen Prozessparameter, wie die Geschwindigkeit oder die Leistung des Lasers, zu bestimmen. Fraunhofer-Forschende simulieren erstmalig den Prozess auf der Mikrostrukturskala, um direkte Zusammenhänge zwischen Werkstückeigenschaften und gewählten Prozessparametern erkennen. Dafür kombinieren sie verschiedene Simulationsmethoden miteinander.

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Die produktive und umfassende Nutzung von Daten und Wissen im Unternehmen, wird immer wichtiger. Hier setzt das Fraunhofer-Konsortium UrWerk an, mit der Entwicklung von Datenräumen für Werkstoffe und Werkstoffsysteme. Der Antrieb ist die Hypothese, dass sich durch systematische Strukturierung, Speicherung und Nutzung von Material- und Prozessdaten Entwicklungs- und Fertigungsprozesse verkürzen und resilienter gestalten lassen.

Dazu wurde in einem gemeinsamen Projekt das Konzept eines unternehmensspezifischen Werkstoff(system)-Datenraums entwickelt und für zwei Anwendungsfälle erprobt.

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Digital verfügbares Werkstoff- und Prozesswissen für die beschleunigte Produktentwicklung - Fraunhofer IWM

Gemeinsam mit den Unternehmen der Region hat das Kunststoffzentrum Oberlausitz  (der Zittauer Institutsteil des Fraunhofer IWU) seit seiner Eröffnung 2016 zahlreiche anwendungsreife Technologie- und Produktinnovationen in den Bereichen Kunststoffverarbeitung, additive Fertigung, Leichtbau, Biocomposites und Wasserstofftechnologien geschaffen.

Den steigenden Bedarf an Forschungsleistungen in diesen Bereichen beantwortet das Fraunhofer IWU mit der Erweiterung seines Forschungszentrums in Zittau auf eine Gesamtfläche von ca. 2.000 m². Zum hochmodernen Maschinenpark zählen nun innovative Anlagen zur additiven Fertigung großer Metall- und Kunststoffbauteile etwa für die Luft-fahrt, den Energieanlagenbau oder das Bauwesen, aber auch Maschinen zur wirtschaftlichen Herstellung naturfaserverstärkter Leichtbaustrukturen - beispielsweise für Verkleidungsteile in PKW und Schienenfahrzeugen. Im Beisein von Sachsens Ministerpräsident Michael Kretschmer und Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, hat das Fraunhofer IWU heute in Zittau Erweiterungsbau und neues Technikum feierlich in Betrieb genommen.

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Sie sind praktisch, enorm flexibel und versprechen umweltfreundliche Mobilität. Immer mehr Menschen nutzen einen E-Scooter im Stadtverkehr. Dabei häufen sich auch die Unfälle mit schweren Verletzungen. Das Risiko, das mit den schellen Flitzern verbunden ist, wird vielfach unterschätzt. Nun haben Fraunhofer-Forschende im Projekt »HUMAD« ein typisches Unfallszenario und die damit einhergehenden Verletzungen untersucht. Dabei haben die Expertinnen und Experten auch neuartige Werkstoffe für Helme und Protektoren getestet. Diese könnten viel besser als herkömmliche Produkte schützen.

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Carbonfaserverbundwerkstoffe sind u. a. aufgrund ihres Leichtbaupotenzials überall im Einsatz, z. B. in der Luftfahrtindustrie, in Windkraftenergieanlagen, im Automotive-Bereich und bei der Herstellung von Sportgeräten. Entlang der Prozesskette und am Ende der Nutzungsphase entstehen verschiedene Arten von Abfällen, die man eigentlich wiederverwenden kann. Mit einer hochmodernen Nassvliesanlage forscht das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV in Augsburg nun an der Rückführung rezyklierter Carbonfasern. Die Anlagenprozesse ähneln der einer Papierherstellungsanlage. Der entscheidende Unterschied: nicht Papierfasern werden zu Papier, sondern recycelte Carbonfasern werden zu Vliesstoff-Rollwaren verarbeitet. Die Carbonfaser bekommt somit ein zweites Leben und findet sich umweltfreundlich in Form von Vliesstoffen z. B. in Türverkleidungen, Motorhauben, Dachstrukturen, als Unterbodenschutz (Automobil), Hitzeschilder (Helikopter-Heckausleger) sowie im Flugzeug-Interieur wieder.

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